國科光芯：致力于可量產(chǎn)、低成本、全固態(tài)車載相控陣激光雷達(dá)芯片

據(jù)麥姆斯咨詢報道，2020年2月27日，受疫情的影響，由海寧市人民政府主辦，海寧市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)協(xié)辦的“芯”動潮城智創(chuàng)未來海寧(中國)泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園欣奕華一期項目投產(chǎn)儀式在海寧(中國)泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園以線上直播的形式召開，此次竣工投產(chǎn)的5個重大項目涉及智能裝備、關(guān)鍵零部件、新能源等多個領(lǐng)域總投資達(dá)50.3億元，達(dá)產(chǎn)后預(yù)計年產(chǎn)值101.2億元。

作為本次活動召開的協(xié)辦方和入園方之一的國科光芯（海寧）科技股份有限公司是浙江省海寧經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重點引進(jìn)的企業(yè)。公司在整合原中科天芯科技（北京）有限公司和廈門市和奕華光電科技有限公司基礎(chǔ)上成立，在海寧、北京、廈門、深圳等地設(shè)有研發(fā)、生產(chǎn)及銷售機構(gòu)。國科光芯立志為客戶提供從消費電子到自動駕駛等多種應(yīng)用場景的基于核心硅基光子芯片技術(shù)的高性價比激光雷達(dá)產(chǎn)品及解決方案。

公司團(tuán)隊出身于中科院，憑借20多年在硅光領(lǐng)域的研究，積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗和頂尖人才，是國內(nèi)最早從事相關(guān)領(lǐng)域研究的團(tuán)隊之一。從2017年起，公司與多家國內(nèi)外頂級研發(fā)機構(gòu)通過聯(lián)合實驗室等形式開展產(chǎn)學(xué)研合作并于2018年2月推出第一代光學(xué)相控陣技術(shù)固態(tài)激光雷達(dá)芯片A2。公司研發(fā)團(tuán)隊在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化改進(jìn)，于2019年8月完成新一代光學(xué)相控陣技術(shù)固態(tài)激光雷達(dá)芯片的流片，并組織了第三方專家對此次流片結(jié)果進(jìn)行了評審，一致認(rèn)可此次流片達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)的水平。

為適應(yīng)車載相控陣激光雷達(dá)應(yīng)用和量產(chǎn)的需求，國科光芯經(jīng)過兩年時間的開發(fā)，搭建了全新的硅基材料體系，并與世界領(lǐng)先的科技企業(yè)進(jìn)行流片及IP合作，解決了之前車載相控陣激光雷達(dá)中承載光功率不足、旁瓣干擾等若干國際性技術(shù)難題，完成了可大規(guī)模量產(chǎn)的相控陣激光雷達(dá)掃描芯片（芯片及封裝后的樣片如圖1和圖2），為真正車載相控陣激光雷達(dá)的應(yīng)用掃清了關(guān)鍵性技術(shù)障礙。

 

圖1：相控陣激光雷達(dá)芯片樣品

圖2：相控陣激光雷達(dá)芯片封裝模組

技術(shù)路線上，國科光芯在國際上開創(chuàng)性地采用全新硅基材料體系波導(dǎo)，開發(fā)了可從780nm到1650nm進(jìn)行定制的激光雷達(dá)掃描芯片。該款芯片借助低傳輸損耗、弱非線性等新材料技術(shù)優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的光子材料體系相比具有全面顯著的先進(jìn)特性，從而保證在幾百納米寬的波導(dǎo)中可承載大于瓦級連續(xù)光或峰值功率千瓦級脈沖激光能量，為百米級甚至公里級探測距離的車載激光雷達(dá)應(yīng)用提供了可行性。同時，由于新材料體系的采用，保證了小于1dB的耦合損耗和約0.1dB/cm的傳輸損耗。此外，采用獨創(chuàng)的硬件設(shè)計、智能適應(yīng)算法的軟件開發(fā)，實現(xiàn)了可比傳統(tǒng)相控陣技術(shù)低一個數(shù)量級的旁瓣抑制比。封裝后，該芯片可實現(xiàn)寬掃描角度、高準(zhǔn)直、大對比度的激光束掃描，并實現(xiàn)與光學(xué)集成相干檢測技術(shù)的理想組合。該芯片制造工藝與CMOS工藝兼容，具備規(guī)模化、低成本產(chǎn)業(yè)化可行性，大規(guī)模生產(chǎn)時成本可低于30美元。

 

圖2：傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)（左）和本芯片（右）旁瓣抑制對比

除了激光雷達(dá)掃描芯片，國科光芯還在調(diào)頻連續(xù)波相干探測、波束控制等技術(shù)上取得顯著進(jìn)展，并計劃在2020年內(nèi)開發(fā)出基于相控陣掃描芯片的低成本全固態(tài)激光雷達(dá)模組。

 

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